1、南京大學化學化工學院高分子科學與工程系王昭群制作，請勿外傳長徑比：103 105CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH3Polyamideimide/聚酰胺酰亞胺的立體示意圖王昭群制作，請勿外傳高分子/Polymer單體/Monomer王昭群制作，請勿外傳COOCOHOCOHCHHHHCCHHHH+nCCHHHHCCHHHHn王昭群制作，請勿外傳成型、加工成型、加工聚合物聚合物結結 構構性性 能能改性改性高分子高分子化學反應化學反應應應 用用天然高分子天然高分子分子運動分子運動小分子小分子王昭群制作，請勿外傳 人類發(fā)展的歷史證明，每一種重要材料的發(fā)現和利用，都會把人

2、類支配和改造自然的能力提高到一個新的水平，給社會生產力和人類生活帶來巨大的變化，把人類物質文明和精神文明向前推進一步 王昭群制作，請勿外傳 數百萬年前數十萬年前 數千年前數千年前王昭群制作，請勿外傳（ 20世紀下半葉） （200年不到） 在人類歷史上，幾乎沒有什么科學技術象高分子科學這樣對人類社會做出如此巨大的貢獻。在二十世紀初，可靠的聚合方法的發(fā)現，加上有關高分子理論，物理和工程的巨大進展，導致并推動了一場材料革命，這場材料革命至今仍在繼續(xù)地進行著。O.Vogl, G. D. Jaycox, “Trends in Polymer Scinece”王昭群制作，請勿外傳服裝、面料服裝、面料玩具、

3、生活用品玩具、生活用品電氣產品外殼、絕緣電氣產品外殼、絕緣體體包裝、裝飾材料包裝、裝飾材料涂料、粘合劑涂料、粘合劑隱形眼鏡隱形眼鏡 王昭群制作，請勿外傳 一般在塑料瓶的底部有一個由三個箭頭組成的三角形，當中有一個3-7的數字，箭頭表示可回收利用1 PET：適用于礦泉水、碳酸飲料：適用于礦泉水、碳酸飲料 （不耐油，（不耐油，70C以上易變形，有害物易溶出）以上易變形，有害物易溶出）2 HDPE：可裝洗發(fā)、沐浴等清洗類：可裝洗發(fā)、沐浴等清洗類3 PVC4 LDPE：常用于一般塑料制品如雨衣、建材、塑：常用于一般塑料制品如雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等，不宜用于食品包裝料膜、塑料盒等，不宜用于食品包裝

4、5 PP：可用于微波爐：可用于微波爐6 PS：不宜用于強酸堿，溫度高時釋放有害物：不宜用于強酸堿，溫度高時釋放有害物7 other：聚乙烯（聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（）、聚丙烯（PP）王昭群制作，請勿外傳價廉輕便強度高易于加工成型性能易于控制使用安全廢棄物易于處理 食品的生產和儲存健康、醫(yī)療建筑能源開發(fā)和利用娛樂、體育軍事、航空、航天 在一定程度上，的強度已經超過了鋼鐵王昭群制作，請勿外傳王昭群制作，請勿外傳 每年全球生產超過2億噸聚合物材料以滿足全世界的60億人的使用需要。在這一生產過程中，只消耗了全球原油年產量的。比較而言，全球每年

5、采伐的木材量所等效的石油消耗卻要比聚合物大一個數量級。 與全球每年產生的約500億噸生物物質相比，聚合物的產量是如此的微不足道。然而，聚合物材料的使用卻對全球經濟產生了巨大的影響，它對美國GDP的貢獻達到4%。當全世界人口比現在翻一番時，聚合物的生產規(guī)模可能是現在的三倍甚至四倍。王昭群制作，請勿外傳木材棉麻絲毛漆橡膠皮革各種樹脂 各種天然的高分子材料皮革的鞣制棉麻的絲光處理 改性創(chuàng)建前(不知道其化學組成和結構)()王昭群制作，請勿外傳v 合成樹脂： 德國開發(fā)出酚醛樹脂（1907年）作為絕緣材料：俗稱電木醋酸纖維和塑料、醇酸樹脂、聚乙烯醇 v 學科創(chuàng)建： 本階段的末期，高分子科學作為一個獨立的學

6、科初步建成v 天然高分子的改性： 橡膠的硫化（1839年），使天然橡膠實用化 硝基纖維素發(fā)明推動塑料工業(yè)的發(fā)展（1868年）POH + HNO3 PONO2 + H2O 火藥(N% : 13% ) 賽璐珞塑料(11% ) 涂料(12% ) 膠片(12% )第一階段第一階段 (19(19世紀世紀3030年代年代-1930-1930年年) ) 王昭群制作，請勿外傳v 高分子和聚合的概念得到普遍的接受第二階段第二階段 （1930-19601930-1960年）年）1936年，以纖維素乙?；昂蠓肿恿孔兓瘶O小的實驗事實再次證實“鏈式大分子”觀點的正確性，終于得到化學界普遍認可H. Staudinger

7、 (1881-1965 ) Germany1926年，依據測定聚茚氫化前后分子量變化極小的實驗事實，提出了“鏈式大分子”概念（茚：一種烴類液體 indene C9H8，很易聚合）高分子的鏈式結構Nobel Prize, 1953Staudinger十年間兩次提出1920年，發(fā)表了他劃時代意義的文獻論聚合,提出了大分子是由大量的小分子聚合起來的概念最終被確立王昭群制作，請勿外傳塑料和工程塑料： 尼龍-66的工業(yè)化生產（1938年） 有機玻璃（合成聚甲基丙烯酸甲酯） 聚苯乙烯的工業(yè)化 環(huán)氧樹脂 ABS樹脂合成橡膠： 丁二烯及其共聚類(如聚丁二烯、丁氰、丁苯、丁基等) 聚氨酯v 在材料開發(fā)及其應用方

8、面都得到了很大的發(fā)展 聚酯纖維 腈綸合成纖維： 二次世界大戰(zhàn)客觀上刺激了科學技術和工業(yè)的發(fā)展，因此，高分子科學的全面發(fā)展不僅在基礎研究方面，而且在應用方面王昭群制作，請勿外傳Wallace H. Carothers (18961937 ), USA1935年2月28日 聚酰胺66 (polyamide66),1938年10月27日 Nylon66, du Pont, 第一種合成纖維聚氯乙烯聚苯乙烯聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯高壓聚乙烯丁苯橡膠丁腈橡膠氯丁橡膠聚四氟乙烯 ABS樹脂 工業(yè)化聚酰胺聚酯 30到40年代工業(yè)合成王昭群制作，請勿外傳可以實現分子鏈立體構型的控制制備出高密度線型PE和等規(guī)

9、PP Karl Ziegler (1898-1973) Germany烯烴聚合中的有機金屬混合物催化劑高密度聚乙烯( High density Polyethylene, HDPE)Giulio Natta (1903-1979) Italy立構規(guī)整聚合物等規(guī)聚丙烯( Polypropylene, PP)Nobel Prize, 1974（ 1963）可以實現分子鏈結構和形狀的控制，開發(fā)了聚甲醛、聚氨酯等王昭群制作，請勿外傳50年代，美國化學家P. J. Flory提出了高分子溶液的格子模型，創(chuàng)建了高分子溶液的統計熱力學和高分子構象的統計力學方面的基礎理論，大大促進了高分子物理以至整個高分子科

10、學的發(fā)展Paul J. Flory (1910-1985), USAPrinciples of Polymer Chemistry高分子化學原理, 1953; Statistical Mechanics of Chain Molecules 長鏈分子的統計力學, 1979Nobel Prize, 1974Pierre-Gilles de Gennes (1932-), FranceScaling Concepts in Polymer Physics高分子物理學的標度概念, 1985引入現代凝聚態(tài)物理學中有關軟物質、標度律、復雜流體、分形、魔梯、圖樣動力學和臨界動力學等新概念，豐富了高分子學說

11、Nobel Prize, 1991王昭群制作，請勿外傳有機化學物理化學物理學數學電子學各種工程學生物學醫(yī)藥學其它化學化工機械 基礎科學 技術科學交叉滲透融合鏈結構溶液性質聚集態(tài)結構性能成型加工合成、改性、分子設計王昭群制作，請勿外傳第三階段第三階段 （2020世紀世紀6060年代以后）年代以后）v 材料：新的材料不斷涌現，無法列舉，得到全面應用v 科學研究：各種聚合理論趨于成熟，體系完善o 聚甲醛、聚碳酸酯、聚醚、聚酰亞胺等工程塑料大批量投向市場，各種耐高溫的高強度聚合物材料層出不窮。各種通用高分子材料走向成熟、并不斷涌現出新的高分子材料 光敏性高分子、高分子半導體和導體、光導體、高分子分離膜

12、、高分子試劑和催化劑、高分子藥物等方面的研究與應用都取得巨大進展。這是功能高分子和生物醫(yī)用高分子理論和材料大發(fā)展時期o 王昭群制作，請勿外傳 通過建立結構與性能、功能之間的關系，合成具有指定結構及性能與功能的聚合物，或者通過改性提高性能，通過修飾等手段賦予聚合物新的功能。王昭群制作，請勿外傳 新型、有用的高分子化合物的分子設計，新的聚新型、有用的高分子化合物的分子設計，新的聚合反應，新的聚合方法的研究等內容是高分子化學的主合反應，新的聚合方法的研究等內容是高分子化學的主要任務，也始終是其研究前沿要任務，也始終是其研究前沿 新型高分子材料的工業(yè)合成技術；新型高分子材料的工業(yè)合成技術； 聚合物的新

13、型成型加工技術；聚合物的新型成型加工技術； 成型工藝過程與聚合物結構控制的相關性成型工藝過程與聚合物結構控制的相關性 高分子的各級結構；高分子的各級結構； 高分子溶液、液晶態(tài)、多相體系等新現象和方法；高分子溶液、液晶態(tài)、多相體系等新現象和方法； 高分子聚集態(tài)及其性能、功能與微觀結構的關系高分子聚集態(tài)及其性能、功能與微觀結構的關系王昭群制作，請勿外傳 為滿足航天航空、電子信息、汽車工業(yè)、家用電器等多方面技術領域的需要，在機械性能、耐熱性、耐久性、耐腐蝕性等方面性能進一步提高 合成新的高分子 改性 通過新聚合反應控制分子結構(如: 陰離子活性聚合) 通過聚合方法和聚合過程的控制、提高性能(如: 齊

14、格勒納塔聚合) 除機械性能外，高分子還具特定功能：光導、電導性光敏性、光致變色性磁性生物活性液體性催化性高度選擇能力的反應活性對特定金屬離子的螯合性透過特定氣體 王昭群制作，請勿外傳 電子技術變化日新月異，要求原材料向高純化、超凈化、精細化、功能化方向發(fā)展 使材料本身帶有生物所具有的高級功能，如預知預告性、自我診斷、自我修復、自我增殖、認識識別能力、刺激反應性、環(huán)境應答性等。材料的智能化是一項帶有挑戰(zhàn)性的未來的重大課題 高性能的結構復合材料是新材料革命的一個重要方向。如，以玻璃纖維增強材料為主的復合材料不僅在當前已進入大規(guī)模生產和應用階段，而且在將來仍會有所發(fā)展。 王昭群制作，請勿外傳 金屬

15、陶瓷 王昭群制作，請勿外傳有機硅聚合物有機硅聚合物處理的陶瓷纖維隔熱層覆蓋在神處理的陶瓷纖維隔熱層覆蓋在神舟五號返回艙表面：舟五號返回艙表面：有機硅聚合物有機硅聚合物良好的耐高良好的耐高低溫性能使之在高空低溫和大氣層再入時的高低溫性能使之在高空低溫和大氣層再入時的高溫環(huán)境中得以延長器件的壽命溫環(huán)境中得以延長器件的壽命外表面溫度超過1000C,內部溫度約30C 吸收電磁波、聲波的隱身材料吸收電磁波、聲波的隱身材料 減震、降噪的阻尼材料減震、降噪的阻尼材料 航天器用王昭群制作，請勿外傳火箭整流罩、衛(wèi)星接口支架、液氫/液氧發(fā)動機共底、固體火箭發(fā)動機殼體等：碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料王昭群制作，請勿外傳

16、鈦合金：41%；鋁合金：15%；鋼：5%樹脂基復合材料: 24%環(huán)氧樹脂、聚雙馬來酰環(huán)氧樹脂、聚雙馬來酰亞胺。用于雷達罩、進亞胺。用于雷達罩、進氣道、機翼氣道、機翼( (含整體油含整體油箱等箱等) )、襟翼、副翼、襟翼、副翼、垂尾、平尾、減速板及垂尾、平尾、減速板及機身蒙皮等。機身蒙皮等。王昭群制作，請勿外傳王昭群制作，請勿外傳 由數層玻璃和聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠片粘結而成的特種夾層玻璃。56式7.62mm沖鋒槍，56式7.62mm普通彈(鋼芯)，15米距離射擊三發(fā)，彈速約750m/s，彈著點10010mm呈正三角形，防彈玻璃背部沒有飛濺物，背部玻璃表面光滑，彈傷深度5mm。 OOC3H7

17、n玻璃和高分子的復合材料王昭群制作，請勿外傳抗拉強度模量斷裂伸長強度斷裂伸長達復合材料生物醫(yī)學降落傘繩索頭盔、防彈背心芳綸，全芳香族聚酰胺王昭群制作，請勿外傳帶有特異功能能夠調節(jié)自身環(huán)境溫度。環(huán)境溫度上升時，有儲熱作用；溫度下降時，放出熱量能隔絕外界雨、雪、風、霜侵入到人體皮膚，同時也能將皮膚上的汗水排放到大氣中去，具備天然纖維（棉、麻、絲等）的功能具有防水透氣性，能透過人體汗液蒸發(fā)的水蒸氣，但卻透不過雨水，即具有兩種相逆的功能具有親水性，可防出汗、防悶熱，穿著舒適可永遠保持形狀不變彈性纖維適宜動作和身體伸展。使用的聚氨酯纖維，其彈性可接近橡膠王昭群制作，請勿外傳 最初的是用象牙制成，量稀而貴

18、，有人懸賞1萬美元征求制造臺球的替代材料。1869年，美國人海厄特把硝化纖維、樟腦和乙醇的混合物在高壓下共熱，然后在常壓下硬化成型制出了廉價臺球，贏得了這筆獎金。這種由纖維素制得的材料就是王昭群制作，請勿外傳 不論是遺傳現象，或是酶的活動，都與高分子物質有密切的關系。在人體中，最重要的高分子物質莫如蛋白質和核酸。 高分子科學家已經開始探索如何去合成或模擬天然的高分子也就是具有生物活性的高分子，因為天然的動、植物本身就是由高分子所組成的。一旦能夠合成生物高分子，就可以合成部分或，在解救人的生命的旅程中又可大大地向前邁一步了生命活動的基本物質 生命活動是各式各樣的：新陳代謝、肌肉收縮、神經傳導以至

19、于傳種接代(遺傳現象)等等。不論哪種活動，都需要有生物酶的參與。遺傳現象則更是十分神秘而復雜的生命活動現象王昭群制作，請勿外傳生命科學和材料科學的交叉 生物材料是指與體液接觸的異體材料，除少數金屬、陶瓷和碳素外，絕大部分是橡膠、纖維、模制塑料等合成高分子材料。全世界在醫(yī)學上應用的就有90多個品種、1800余種制品。西方國家在醫(yī)學上消耗的高分子材料每年以10%-20%的速度增長人體替代和修復材料 醫(yī)療器械、醫(yī)護用品藥用高分子 智能型 復合型 功能型王昭群制作，請勿外傳CHEMTECH, 1983, 13, 542-55Silicone medical devices and the Body形同

20、鈕扣，2.5x0.5cm,在之間夾裝從豬胰臟中取出的可分泌胰島素的細胞。外部用硅包封裝，減輕排異反應 ：聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂 ：硅橡膠半透膜 (肩、髖、膝): 聚四氟乙烯 ：透析膜 、 目前，從天靈蓋到腳趾骨，從人體的內臟到皮膚，從血液到五官，除了腦以及大多數內分泌器官外，大都有了代用的人工器官王昭群制作，請勿外傳聚醚型聚氨酯聚酯編織管環(huán)氧樹脂聚酯硅油王昭群制作，請勿外傳生物相容性可選擇的強度、降解吸收時間無需二次手術取出將納米類骨晶體與聚酰胺復合，該材料在生物活性、柔韌性和強度方面均與人體組織接近，可用于顱骨、關節(jié)及喉管支架、穿皮器件與修復領域Resomer Resorbable Poly

21、ester：Polylactide, Polyglycolide or the copolymers Boehringer Ingelheim KG王昭群制作，請勿外傳 所用的高分子材料具有良好的力學性能而作為承力替代物，同時具有良好的生物相容性和骨傳導性，新生骨組織在其上以爬行方式生長，一定程度上可使骨缺損尺寸降低到可自身修復的程度。 依據缺損骨頭的形狀，用高分子材料作成支架，在上面“種”上成骨細胞，再植入體內。材料為細胞提供養(yǎng)份，當骨頭漸漸長成后，支撐材料隨之降解、吸收而消失王昭群制作，請勿外傳藥物的控制釋放) 控制釋放速度 在需要的時間范圍內以一定的速度在體內緩慢釋放 控制釋放地點 靶向

22、控制釋放體系，使藥物在預定的部位按設計的劑量富集于病灶處 體系不僅能提高藥效，簡化給藥方式，大大降低了藥物的毒副作用王昭群制作，請勿外傳用硅橡膠制造的醫(yī)療器械Dow Corning 醫(yī)用硅橡膠是最早也是最成功的商品化醫(yī)用高分子材料之一 王昭群制作，請勿外傳：將各種導電性的無機材料如炭黑、金屬粉末、金屬絲和碳纖維等物理摻混進各種聚合物中：在電場作用下產生電流載流子(電子、離子等)，如：大共軛結構的高分子Polyimide/聚酰亞胺102(cm)-1 電導率10-10(cm)-1 半導體優(yōu)良的絕緣材料導電高分子導電高分子摻雜Polypyrrole/聚吡咯酚醛樹脂第一個合成高分子從苯酚和甲醛聚合而成

23、，最初的主要應用就是制備電器和儀表的絕緣件王昭群制作，請勿外傳最高達103 (cm)-1（上升了上升了12個數量級個數量級） (室溫電導率)10-9（順式） 10-5(cm)-1（反式）日本的白川, 1970年代初MacDiarmid, 1977, 1977年年Nobel Prize, 2000碘摻雜碘摻雜Alan J. Heeger王昭群制作，請勿外傳聚乙炔的四種結構式 聚乙炔(PA, 1977, Shirakawa) 聚苯胺(PAn, 1983, MacDiarmid) 聚吡咯(PPy) 聚噻吩(PTh) 聚對苯(PPP) 聚苯亞乙烯(PPV) 反-反結構順-反結構反-順結構順-順結構特點

24、：長程共軛、無機摻雜王昭群制作，請勿外傳除具有導電性外，還具備高分子的特性低比重可撓性成膜性透明性粘著性（金屬材料不具備）便于加工成型制成各種所需形狀導電涂料粘合劑導電薄膜電氣部件 導電高分子可以作為結構材料，進一步改變已有的一些產品的制造方式王昭群制作，請勿外傳 高分子發(fā)光二極管(PLED)是有機發(fā)光二極管(OLED)中的一種在基板上P型和N型半導體材料為有機物和高分子材料工作電壓很低（可低達2.0 v以下）；工作電流很?。傻瓦_1mA以下） 王昭群制作，請勿外傳 飛利浦公開的13英寸高分子有機EL面板,厚度只有1m 王昭群制作，請勿外傳 如古典的建筑物，既有飛檐，又有圓柱，倘若照明設施能做

25、到取勢造型、依形布局，對于保持古建筑的風格尤為重要； 家庭居所的燈光可以發(fā)自天花板或墻上的壁紙，既節(jié)省了空間，又能美化居室環(huán)境，可謂兩全其美 塑料軍用地圖 像變色龍一樣的迷彩服王昭群制作，請勿外傳王昭群制作，請勿外傳直徑一旦小于0.1毫米時，因其耐沖擊性能差及不易連接，使用便比較困難，而且生產成本較高使直線傳播的實現了像一樣的傳導在彎曲狀態(tài)傳光，柔韌性好，耐沖擊，重量輕，加工容易，數值孔徑大，耦合容易，壽命長，使用方便。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)王昭群制作，請勿外傳負極 無漏液、安全問題使用膠態(tài)的固體，不含液態(tài)電解液，不產生漏液和燃燒爆炸，僅由碳、氫、氮構成，對環(huán)境的影響較小 薄、體積小以3

26、.6V、400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm 形狀可變可設計成多種形狀，且可彎曲變形，最大可彎曲90度左右 重量輕、容量大體積能量密度在470Wh/L以上，重量能量密度在190Wh/kg以上 單顆高電壓由于無液體，可在單顆內作成多層組合達到高電壓無需通過數顆電池的串聯得到高電壓王昭群制作，請勿外傳王昭群制作，請勿外傳重量體積分類王昭群制作，請勿外傳 塑料不會腐爛也不會生銹，原本是相對于金屬材料而言的一個優(yōu)點。但是，這一性質也給人類帶來一個嚴重的問題：由于塑料不易腐爛，大量的塑料廢棄無法被自然界吸收、分解，從而造成一定程度的環(huán)境污染 隨著科學技術的進步，人類生活水平的提高，特別是由于世界人口的迅速增加，資源的加速枯竭，生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，21世紀對材料科學技術提出更高的要求王昭群制作，請勿外傳 生物技術 王昭群制作，請勿外傳合成便于降解、生物降解而可循環(huán)使用或再生利用的材料v 原